盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测装置，箱体底部设置有万向滚轮，空气压缩机位于箱体左侧，泡沫溶液桶和泡沫混合器上下间隔布置在箱体右侧，泡沫混合器的内腔分为相互连通的预混合区和主混合区，压缩空气管和泡沫剂溶液管道相互垂直对应地接入预混合区内，压缩空气管的出口处装有压缩空气喷嘴，泡沫剂溶液管道的出口处装有圆盘涡轮，主混合区中部大，左右两端逐渐弧形缩小呈流线型腰鼓状，主混合区上下侧壁上交替间隔设置有带圆孔的竖直挡板；以及其检测方法。结构新颖、设计巧妙、操作方便、检测方便有效、成本低，能快速准确地计算泡沫剂的发泡倍率，并所产生的泡沫均匀、不易消散，符合实际施工要求。

【技术实现步骤摘要】
盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测装置及检测方法
本专利技术属于盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测
，尤其涉及盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测装置，及其检测方法。
技术介绍
随着我国经济的高速发展，地铁工程的建设数量与日俱增。盾构隧道是一个工序非常复杂的施工过程，目前盾构施工中还存在许多问题亟需解决。为了防止产生“喷涌”或“结饼”等一系列问题，盾构施工成功的关键是要将开挖面开挖下来的土体在压力仓内调整成一种“塑性流动状态”，渣土改良显得尤为重要。目前泡沫剂作为一种渣土改良重要的添加剂，适用范围广。市面上的泡沫剂种类繁多且性能不一，产生泡沫的能力也相差甚远；同时，在实际使用过程中泡沫剂的发泡性能直接影响盾构的渣土改良效果。所以，有必要在施工前就泡沫剂进行发泡倍率试验确定盾构施工过程中采用怎样的改良参数(发泡倍率)进行渣土改良。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测装置及其使用方法，在施工前对泡沫剂进行发泡倍率试验，确定实际盾构施工中应采取怎样的改良参数(发泡倍率)，确保盾构隧道的顺利施工。为此，本专利技术所采用的技术方案为：一种盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测装置，包括集成在同一箱体内的空气压缩机、泡沫溶液桶和泡沫混合器，所述箱体底部设置有万向滚轮，空气压缩机位于箱体左侧，泡沫溶液桶和泡沫混合器上下间隔布置在箱体右侧，空气压缩机的右下部设置有压缩空气管接入泡沫混合器中，在压缩空气管上装有调压表；所述泡沫溶液桶的顶部设置有泡沫剂溶液灌入口，泡沫溶液桶的外壁上设置有泡沫剂残余出口，泡沫溶液桶中部悬挂安装有搅拌器，泡沫溶液桶内壁上设有液面刻度表，泡沫溶液桶的底部设置有泡沫剂溶液管道接入泡沫混合器，并在泡沫剂溶液管道上装有计量泵；所述泡沫混合器的内腔分为相互连通的预混合区和主混合区，压缩空气管和泡沫剂溶液管道相互垂直对应地接入预混合区内，且压缩空气管的出口处装有压缩空气喷嘴，泡沫剂溶液管道的出口处装有圆盘涡轮，所述主混合区中部大，左右两端逐渐弧形缩小呈流线型腰鼓状，主混合区上下侧壁上交替间隔设置有带圆孔的竖直挡板，主混合区的底部设置有混合液残余出口，主混合区右侧设置有弧状尖嘴形的泡沫出口。作为上述方案的优选，所述圆盘涡轮采用六叶圆盘涡轮。进一步优选为，所述泡沫溶液桶的圆筒直径为500mm，高度为500mm；所述液面刻度表的最小刻度为0.1L。进一步优选为，所述泡沫混合器采用透明有机玻璃管，外壁呈圆柱状，直径为80mm，长度为500mm。进一步优选为，所述竖直挡板共三个，等间距分布，竖直挡板上的圆孔直径为0.5mm。进一步优选为，所述压缩空气喷嘴侧壁设有若干孔径2mm喷射圆孔。进一步优选为，所述泡沫剂溶液灌入口、泡沫剂残余出口和混合液残余出口直径均为30mm。同时，本专利技术还提供了一种盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测方法，包括上述的盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测装置，步骤如下：第一步：检查泡沫溶液桶内是否有泡沫剂溶液残余，若有，则需清洗泡沫溶液桶，使残余的泡沫剂溶液从泡沫剂残余出口排出，随之关闭泡沫剂残余出口的开关；第二步：配制一定体积的泡沫剂溶液，泡沫剂浓度随实验要求在1％～5％内自行选定，将配制好的泡沫剂溶液从泡沫剂溶液灌入口倒入泡沫溶液桶中，随后把泡沫剂溶液灌入口关闭；第三步：启动搅拌器对泡沫溶液桶的泡沫溶液进行预发泡；第四步：调节调压表至合适的压力值，打开空气压缩机，产生的压缩空气通过压缩空气管从压缩空气喷嘴喷出并进入泡沫混合器中；第五步：待调压表空气压力达到设定值后，打开计量泵，此时，泡沫剂溶液会大量涌入泡沫剂溶液管道并通过圆盘涡轮进入泡沫混合器；第六步：进入泡沫混合器的气液充分混合，产生的泡沫依次预混合区、主混合区，并在竖直挡板的共同作用下充分混合，随后从泡沫出口喷射出来；同时，随着泡沫的陆续产生，泡沫溶液桶中的泡沫剂溶液液面逐渐下降；第七步：随时观察泡沫剂溶液液面下降情况，待液面下降一定刻度时，立即停止发泡，通过液面刻度表及时记录刻度值；第八步：待通过液面刻度表观察到泡沫剂溶液消耗为1L时，立即将泡沫出口关闭，计算出产生泡沫体积，测定的泡沫体积为泡沫剂在该浓度下的发泡倍率；第九步：打开泡沫溶液桶中泡沫剂残余出口的开关，排出残余的泡沫剂溶液，并用清水清洗数遍，随之关闭泡沫剂残余出口的开关；第十步：将收集到的泡沫进行无害化处理。本专利技术的有益效果：(1)空气压缩机、泡沫溶液桶和泡沫混合器集成在同一箱体内，并在箱体底部设置有万向滚轮，空气压缩机位于箱体左侧，泡沫溶液桶和泡沫混合器上下间隔布置在箱体右侧；装置采用一体集成，并通过空间优化布置，便于施工现场快速移动，方便挪移使用。(2)使气液相互垂直并对应地进入泡沫混合器，更有利于气液充分混合，但由于气液垂直进入泡沫混合器，气体对液体的冲击较大，泡沫混合器与泡沫剂溶液管道连接处增设圆盘涡轮，利用压缩空气的能量使蜗轮叶片转动，既能减少气体对液体的冲击又可产生二次发泡，提高发泡倍率，泡沫更加细腻。(3)泡沫混合器内采用上下交替间隔设置、并带圆孔的竖直挡板辅助发泡，能改变气液流动方向，增加气液碰撞、挤压的过程，从而提高泡沫混合器内气泡含量，发泡效果更好，产生的泡沫大小与现场盾构发泡系统产生的泡沫大小一致。(4)泡沫混合器内腔分为预混合区和主混合区，主混合区中部大，左右两端逐渐弧形缩小呈流线型腰鼓状，能改变气液流动方向，增加气液碰撞、接触面积。(5)泡沫混合器接入的压缩空气出口处设有压缩空气喷嘴，能促进气液体充分接触，产生更加细腻的泡沫。(6)泡沫溶液桶内采用搅拌器进行预发泡，可大大提高发泡倍率；增设的液面刻度表，能方便准确记录数据，测算发泡倍率；主混合区右侧设置有弧状尖嘴形的泡沫出口，便于收集泡沫。本装置结构新颖、设计巧妙、操作方便，在泡沫剂发泡效果未知的情况下，检测方便有效、成本低，能快速准确地计算泡沫剂的发泡倍率，并所产生的泡沫均匀、不易消散，符合实际施工要求，是一种有效可靠的盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测装置及其使用方法。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为泡沫混合器的结构示意图。图3为六叶圆盘涡轮的结构示意图。具体实施方式下面通过实施例并结合附图，对本专利技术作进一步说明：结合图1—图2所示，一种盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测装置，主要由箱体、空气压缩机1、压缩空气管2、调压表3、泡沫溶液桶4、泡沫剂溶液灌入口5、液面刻度表6、搅拌器7、泡沫剂残余出口8、计量泵9、泡沫剂溶液管道10、泡沫混合器11、圆盘涡轮12、压缩空气喷嘴13、竖直挡板14、混合液残余出口15、泡沫出口16、万向滚轮17组成。空气压缩机1、泡沫溶液桶4和泡沫混合器11集成在同一箱体内，万向滚轮17设置在箱体底部，能通过万向滚轮17进行装置整体挪移，能快速转移到其它需要的施工场所进行盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率的检测。空气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测装置，其特征在于：包括集成在同一箱体内的空气压缩机(1)、泡沫溶液桶(4)和泡沫混合器(11)，所述箱体底部设置有万向滚轮(17)，空气压缩机(1)位于箱体左侧，泡沫溶液桶(4)和泡沫混合器(11)上下间隔布置在箱体右侧，空气压缩机(1)的右下部设置有压缩空气管(2)接入泡沫混合器(11)中，在压缩空气管(2)上装有调压表(3)；所述泡沫溶液桶(4)的顶部设置有泡沫剂溶液灌入口(5)，泡沫溶液桶(4)的外壁上设置有泡沫剂残余出口(8)，泡沫溶液桶(4)中部悬挂安装有搅拌器(7)，泡沫溶液桶(4)内壁上设有液面刻度表(6)，泡沫溶液桶(4)的底部设置有泡沫剂溶液管道(10)接入泡沫混合器(11)，并在泡沫剂溶液管道(10)上装有计量泵(9)；所述泡沫混合器(11)的内腔分为相互连通的预混合区(11a)和主混合区(11b)，压缩空气管(2)和泡沫剂溶液管道(10)相互垂直对应地接入预混合区(11a)内，且压缩空气管(2)的出口处装有压缩空气喷嘴(13)，泡沫剂溶液管道(10)的出口处装有圆盘涡轮(12)，所述主混合区(11b)中部大，左右两端逐渐弧形缩小呈流线型腰鼓状，主混合区(11b)上下侧壁上交替间隔设置有带圆孔的竖直挡板(14)，主混合区(11b)的底部设置有混合液残余出口(15)，主混合区(11b)右侧设置有弧状尖嘴形的泡沫出口(16)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测装置，其特征在于：包括集成在同一箱体内的空气压缩机(1)、泡沫溶液桶(4)和泡沫混合器(11)，所述箱体底部设置有万向滚轮(17)，空气压缩机(1)位于箱体左侧，泡沫溶液桶(4)和泡沫混合器(11)上下间隔布置在箱体右侧，空气压缩机(1)的右下部设置有压缩空气管(2)接入泡沫混合器(11)中，在压缩空气管(2)上装有调压表(3)；所述泡沫溶液桶(4)的顶部设置有泡沫剂溶液灌入口(5)，泡沫溶液桶(4)的外壁上设置有泡沫剂残余出口(8)，泡沫溶液桶(4)中部悬挂安装有搅拌器(7)，泡沫溶液桶(4)内壁上设有液面刻度表(6)，泡沫溶液桶(4)的底部设置有泡沫剂溶液管道(10)接入泡沫混合器(11)，并在泡沫剂溶液管道(10)上装有计量泵(9)；所述泡沫混合器(11)的内腔分为相互连通的预混合区(11a)和主混合区(11b)，压缩空气管(2)和泡沫剂溶液管道(10)相互垂直对应地接入预混合区(11a)内，且压缩空气管(2)的出口处装有压缩空气喷嘴(13)，泡沫剂溶液管道(10)的出口处装有圆盘涡轮(12)，所述主混合区(11b)中部大，左右两端逐渐弧形缩小呈流线型腰鼓状，主混合区(11b)上下侧壁上交替间隔设置有带圆孔的竖直挡板(14)，主混合区(11b)的底部设置有混合液残余出口(15)，主混合区(11b)右侧设置有弧状尖嘴形的泡沫出口(16)。


2.根据权利要求1所述的盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测装置，其特征在于：所述圆盘涡轮(12)采用六叶圆盘涡轮。


3.根据权利要求1所述的盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测装置，其特征在于：所述泡沫溶液桶(4)的圆筒直径为500mm，高度为500mm；所述液面刻度表(6)的最小刻度为0.1L。


4.根据权利要求1所述的盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测装置，其特征在于：所述泡沫混合器(11)采用透明有机玻璃管，外壁呈圆柱状，直径为80mm，长度为500mm。


5.根据权利要求1所述的盾构渣土改良泡沫剂发泡倍率检测装置，其特征在于：所述竖直挡板(14)共三个，等间距分布，竖直挡板(14)上的圆孔直径为0.5mm。


6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡艳峰，黄明，黄培文，薛华坤，陈毅强，俞建平，汤宇，黄剑文，陈涛，
申请(专利权)人：中交一公局厦门工程有限公司，福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35